filtraciónn al vacio

8/16/2019 Filtraciónn Al Vacio

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Ingeniería en Biotecnología

Reporte de práctica No 1“Filtración al vacío”

Asignatura:Procesos de Bioseparación.

Docente:Dr. Ricardo Hernández Martínez.

Integrantes:

Roberto Guarneros Tejeda Mayte Hernández Sirio Elizabeth Maldonado Lima Zuleima Gómez Rincón Cynthia Hernández Arroyo

Grado y Grupo:8vo “B”

12/Febrero/2014



Filtración al vacío

Objetivo

Conocer y aplicar los principios de la filtración con papel filtro y la filtración al vacío para asíaplicar los conocimientos en biotecnología. Al finalizar este ejercicio el alumno será capaz de:

Identificar la utilidad de los procesos de filtración, centrifugación y sedimentación. Calculará las variables de operación para cada proceso. Escalar los procesos de separación.

Introducción

Filtración al vacío.

La filtración es una separación de las partículas sólidas del fluido donde se encuentranmediante un medio permeable y poroso, al que conocemos como filtro. El fluido ya sea líquidoo gaseoso, atraviesa el medio permeable, mientras que el sólido es retenido (Grau y col.,2010).

La fuerza impulsora para que el líquido atraviese el filtro es la que ejerce la presión

atmosférica cuando aplicamos el vacío al sistema. Este es el método más rápido y a vecespermite la filtración de aquellas suspensiones en las que la fuerza de gravedad no essuficiente para el proceso., ya que el hecho de aplicar la succión al vacío permite acelerar lavelocidad de filtración (Angurelli y col., 2014).

Este tipo de filtración se utiliza cuando la filtración a presión atmosférica es casi imposibledebido a que el precipitado que queremos filtrar es muy compacto o el líquido es muy denso(Grau y col., 2010).

La filtración es una técnica que permite separar los sólidos presentes en una fase fluida enfunción de su tamaño de partícula, haciendo pasar ésta a través de un medio poroso(denominado medio filtrante) que permite separar dichos sólidos, y que se dispone sobre undispositivo conocido como soporte de filtración, siendo el más elemental un embudo defiltración. La separación se realiza gracias a que los poros del medio filtrante son máspequeños que las partículas a separar, de forma que en el medio filtrante queda retenido elsólido que se desea separar del líquido que lo atraviesa, que se denomina filtrado. En lapráctica corriente de un laboratorio de Química se emplean tres medios porosos: papel de



filtro, placas filtrantes de material cerámico, y membranas de filtración. El paso del líquido através del medio filtrante se consigue por acción de la gravedad, o bien aplicando vacío

mediante una bomba por debajo del filtro, de forma que se facilite el paso del fluido a travésdel medio filtrante. En este caso, la técnica se denomina filtración a vacío, colocándose elmedio filtrante sobre un embudo de porcelana agujereada, conocido como embudo deBüchner.

La filtración puede utilizarse para separar cualquier tipo de sólidos, con independencia de cuálsea su densidad con respecto a la del fluido. Es especialmente útil si se desea separar sólidosque se encuentran en pequeña cantidad y que producen turbidez, si se precisa realizar unadeterminación cuantitativa de un ión presente en disolución por precipitación con un reactivo,o si se desea utilizar una de las fases para una operación posterior.

En un laboratorio básico de Química es muy frecuente utilizar como medio filtrante papel defiltro, pudiendo distinguirse dos tipos de filtros:

- filtros cónicos, empleando como soporte de filtración un embudo cónico.

- filtros planos, utilizando como soporte de filtración un embudo de Büchner.

Los filtros cónicos pueden ser lisos o de pliegues. (Figura 1) Los primeros se emplean si sedesea utilizar posteriormente la fase sólida, mientras que los segundos se emplean cuando sedesea utilizar posteriormente el filtrado.



Materiales y métodos.Materiales.

Papel filtro. Gomas de conexión. 1 Matraz Kitasato. 1 Bomba de vacío. 3 Vasos de precipitado de 100 mL. 3 Matraces de 125 mL.

3 Matraces de 250mL.

2 Pipetas de 10 mL. 1 Embudo cónico de vidrio chico. 1 Embudo Buchner. 1 Soporte metálico. 1 Aro para soporte. 1 Varilla de vidrio.

1 Piseta.

Insumos.

Agua destilada. Cloruro férrico. Hidróxido de amonio.

Metodología.

1. Se preparó 100 mL de una disolución de Cloruro Férrico 0.05 M y 250 ml de disoluciónde Hidróxido Amónico 0.15M.

2. Se tomaron 20 ml de la disolución de Cloruro Férrico y 30 ml de la disolución deHidróxido Amónico y se mezclaron en un vaso de precipitado.

3. A medida que la reacción se produjo. se observó la aparición de un precipitado rojo.

Para separar el precipitado obtenido, se realizó una filtración, y se anotaron los tiemposde filtración en los siguientes casos:

Con el empleo de un filtro doblado en forma de cono. Con el empleo de un filtro doblado en pliegues. Con el empleo de un embudo Buchner.



Resultados.

Los resultados obtenidos, se registraron en la siguiente tabla:

Tabla1. Velocidades de filtración obtenidas. Tipo de filtración Tiempo de filtración Velocidad de filtración

Filtro en cono 69s 0.043 mL/sFiltro plegado 32s 0.093 mL/s

Embudo buchner 27s 0.370 mL/s

• Con el empleo de un filtro doblado en forma de cono.

Se tomaron 3mL/ 69s = 0.043 mL/s

• Con el empleo de un filtro doblado en pliegues.


• Con el empleo de un embudo Buchner.


Imágenes



Discusión.La velocidad apreciada en los 3 tipos de filtración que usamos fue muy distinta aunque se usóla misma cantidad de solución en todas, y también estuvieron bajo las mismas condiciones(Temperatura, Tiempo y Presión Atmosférica), la diferencia de velocidades registradas sedebió a la estructura de los diferentes filtros que usamos, en el filtro en cono la velocidadobtenida fue de un valor de 0.043 mL/s mientras que en la de pliegues fue de 0.093 mL/s, estose debe a que la estructura del filtro presenta una mayor área de contacto, el tiempo quetardaron los 3 mL de pasar en el de pliegues fue de 32 segundos contra el de cono que fue de69 segundos, esta da una idea de que la transferencia de la solución fue mejor en la de

pliegues, ahora que comparando con los datos de la filtración al vacío (Embudo Buchner) sepuede apreciar una mejor filtración ya que la velocidad fue de 0.370 mL/s, cabe mencionarque en el filtro al vacío vertimos mayor cantidad de volumen (10 mL) y su filtración total se dioen 27 segundos, aun así para considerar o no una buena filtración no solo debimos habertomado en cuenta la velocidad de filtrado sino también la pureza con la que obtenemos elprecipitado.

Conclusión.

Se llegó a la conclusión de que con el empleo de la bomba de vacío la filtración fue másrápida por la acción de la succión, en el caso del papel filtro la acción la gravedad y ladensidad y viscosidad del líquido fueron factores para que la filtración fuera más lenta enambos casos, pero también, la acción de los pliegues fue un factor considerable, el papel filtroen forma de cono tardó más por la concentración del líquido en solo punto.

Cuestionario.

1. ¿Para qué se realiza una filtración?

Para la separación de partículas sólidas de una suspensión mediante un medio filtrante quedeja pasar el líquido y retiene el sólido.

2. ¿Qué material se necesita para realizarla?

Soporte, pinza metálica, embudo de Büchner, papel de filtro circular (de un tamaño que cubrala base del embudo sin sobrepasarla), matraz de Kitasato, adaptador de goma o de caucho,varilla de vidrio, conexión a un sistema de vacío (bomba de succión, trompa de agua). Elembudo de Büchner y el papel de filtro pueden sustituirse por una placa de filtración.



3. Escribir la reacción que tiene lugar y ajustarla.

Fe Cl 3 + NH 4OH Fe(OH) 3 + 3NH 4Cl

4. Detallar también los cálculos realizados para la preparación de las disoluciones.

Preparar 100 mL de Fe Cl 3 0.05 M

m= (M) (V) (PM)

m= (0.05 mol/L) (0.1 L) (162.19 g/mol) = 0.810 gr.

Preparar 250 mL de NH 4OH 0.15 M.

m= (M) (V) (PM)

m= (0.15 mol/L) (0.25L) (35 g/mol) = 1.31 gr.

5. Calcular la velocidad de filtración en cada caso y rellenar la siguiente tabla:

Tipo de filtración Tiempo de filtración Velocidad de filtraciónFiltro en cono 69s 0.043 mL/sFiltro plegado 32s 0.093 mL/s

Embudo buchner 27s 0.370 mL/s



Referencias.

Angurell I., Casamitjana N., Caubet A., Llor N., Muñoz-Torrero D., Nicolás E., Pérez-García M. L., Pujol M. D., Rosell G., Seco M. y Velasco D. 2014 Operaciones básicasen Ingeniería Química. Filtración: Filtración al vacío. Universitat de Barcelona. (Vistoen: 27/enero/2014). Disponible en:http://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/filtracio_buit.html#

Grau D., Calvet A., Darran A., Gorchs R., Guaus E., Martínez M. y Salari N. 2010.Producciones digitales para la fase pre-laboratorio de experimentación en química. 7thSymposium Iberoamericano en educación, cibernética e informática (SIECI ). Orlando,Florida. USA. Pp. 3-4.

NAM: Reusa agua y utiliza energía solar. 2014. (Visto en: 10/Febrero/2014)Recuperado de:http://namambiental.com/pdfs/Aspectos%20basicos%20de%20filtracion.pdf

http://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/filtracio_buit.html

http://namambiental.com/pdfs/Aspectos%20basicos%20de%20filtracion.pdf

http://namambiental.com/pdfs/Aspectos%20basicos%20de%20filtracion.pdf

http://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/filtracio_buit.html

filtraciónn al vacio

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